Integración de simulaciones ab initio de imágenes y espectros de efecto túnel con experimentos

• Autores: Óscar Paz y Paz
• Directores de la Tesis: José María Soler Torroja (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2007
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Félix Yndurain (presid.), Julio Gómez Herrero (secret.), Ricardo García García (voc.), Jorge Iribas Cerda (voc.), Nicolás Lorente Palacios (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Física del estado sólido
      • Superficies
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • El objetivo básico de esta Tesis ha sido el desarrollo de un método muy rápido y fiable para simular imágenes y espectros de efecto túnel (STM/STS) que tengan en cuenta la estructura electrónica tanto de la punta como de la muestra. Se trata de posibilitar la comparación, en tiempo real, de las imágenes y espectros experimentales, con cálculos para una variedad de puntas y situaciones diferentes, que permita superar el desconocimiento experimental, a nivel atómico, de la punta utilizada. La generación de las simulaciones de STM/STS se realiza de manera modular. Primeramente, la estructura electrónica de cada electrodo se obtiene separadamente mediante el programa SIESTA de cálculos ab initio (DFT). Su flexibilidad permite desde cálculos no autoconsistentes extremadamente rápidos, hasta cálculos DFT estándar, totalmente convergidos, usando la misma metodología pero con diferentes parámetros de calidad y convergencia. A continuación, se utiliza el método propuesto en esta Tesis para la obtención de la corriente túnel con diferentes modelos de puntas realistas, implementado en un código informático de una manera extremadamente rápida. Los resultados para todos los parámetros de túnel (corriente y voltaje) se calculan de un golpe, volcándolos en un fichero con un formato legible por el programa WSxM de tratamiento y visualización de datos de STM, con objeto de poder comparar las imágenes y espectros simulados y experimentales al mismo nivel y con la misma herramienta. El objetivo final es simplificar el reconocimiento de la estructura y composición de la punta, al determinar qué punta perteneciente a una base de datos precalculada da lugar a un mejor ajuste con el experimento, permitiendo con ello una interpretación mucho más adecuada de los resultados experimentales. Se presentan también aplicaciones a diversos sistemas físicos de interés: i) La superficie prototípica Si(111)-(7×7): Se ha descrito de manera fidedigna al comparar